實驗室均質(zhì)儀是均質(zhì)的一種設(shè)備,即通過超聲波轉(zhuǎn)換器將高頻振動運用于工具頭,從而使兩種不相溶液體混合,形成乳液。相對于傳統(tǒng)的均質(zhì)技術(shù),即普通的機械攪拌,超聲處理可以生成較小尺寸的液滴,超聲均質(zhì)提供穩(wěn)定乳液所需的表面活性劑的數(shù)量通常也低于其他技術(shù)。
使用實驗室均質(zhì)儀的目的是減少液體中的小顆粒的數(shù)量,以改善液體的均勻性和穩(wěn)定性。這些顆??梢允枪腆w或液體,減小顆粒的平均直徑,增加單個顆粒的數(shù)量,導(dǎo)致顆粒間的距離減少,表面積增加。顆粒的表面積和平均顆粒間距可以影響液體的流變性。如果液體中顆粒的比重有差異,混合物的均勻性就會影響分散體的穩(wěn)定性。如果大多數(shù)顆粒的大小相似,在沉降或上升過程中團聚的傾向就會減少,因為相似的顆粒有相似的上升或沉降的速度。
超聲波均質(zhì)化是降低軟硬顆粒有效的方法,均質(zhì)化是以空化為基礎(chǔ)的。當液體接觸到強烈的超聲波振動時,聲波會在液體中傳播,導(dǎo)致交替產(chǎn)生高低壓循環(huán)。在低壓循環(huán)期間,隨著液體蒸汽壓力的升高,會在液體中產(chǎn)生高強度的小真空氣泡。當氣泡達到一定的大小時,會在高壓循環(huán)期間會劇烈的崩潰。在這種內(nèi)爆過程中,局部高壓會產(chǎn)生高速液體射流。產(chǎn)生的電流和動蕩擾亂顆粒團聚,并導(dǎo)粒子個顆粒之間的劇烈碰撞。
實驗室均質(zhì)儀的一個主要優(yōu)點是液體接觸部分相對較少,這有效的減少了摩擦磨損和清潔時間。只有兩個接觸液體的部分,超聲波振動頭和罐體。兩者都是簡單的幾何圖形,都沒有隱藏的小孔。超聲波振幅和壓力對空化效果有影響力的參數(shù)。振幅大小約為1至200微米,可以承受液體的壓力范圍從0到500psig。由于兩個參數(shù)廣泛的調(diào)節(jié)范圍,可以實現(xiàn)非常好的空化效果。